题目内容

【题目】CO2催化重整CH4的反应:(Ⅰ) △H1,主要副反应:(Ⅱ) △H2>0,(Ⅲ) △H3<0。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1:1充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是

A.△H1>0

B.若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时,转移电子数之比为3:4

C.300~580℃时,H2O的体积分数不断增大,是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量

D.T℃时,在2.0L容器中加入1molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,测得CO2的平衡转化率为50%,则反应(I)的平衡常数小于1

【答案】C

【解析】

A.根据盖斯定律,将(Ⅱ)×2-(III)得CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)H1=2H2-H3,由于△H2>0,△H3<0,故△H1>0,故A正确;

B.由反应 (Ⅰ)可知,1molCO2反应转移6mol电子,由反应(III)可知,1molCO2反应转移8mol电子,所以消耗等量的CO2时,转移电子数之比为3:4,故B正确;

C. 300~580℃时,升高温度,反应(Ⅱ) △H2>0正向移动生成H2O(g),反应(Ⅲ)△H3<0逆向移动消耗H2O(g),H2O的体积分数不断增大,说明反应(III)消耗的H2O(g)的量小于反应(II)生成H2O(g)的量,故C错误;

D. 若不考虑副反应,反应(I)

初始量(mol/L) 0.5 0.5 0 0

变化量(mol/L) 0.25 0.25 0.5 0.5

平衡量(mol/L) 0.25 0.25 0.5 0.5

反应(I)的K==1,副反应(Ⅱ) 发生时CO的增加量与消耗的H2量相等,副反应(Ⅲ)发生时消耗H2、生成CH4且消耗H2的量大于生成的CH4的量,所以反应(I)的平衡常数小于1,故D正确;

故答案:C。

练习册系列答案
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【题目】次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O,M=154.0g·mol-1)俗称吊白块,易溶于水,微溶于乙醇,在120℃以上易分解。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:

步骤1:在三颈烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH 约为4,制得NaHSO3溶液。

步骤2:向三颈烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80℃~90℃下,反应约3h,冷却至室温,抽滤。

步骤3:将滤液经结晶、抽滤、洗涤等操作后制得粗产品。

(1)步骤2中加入锌粉反应时会有Zn(OH)2生成,写出发生反应的化学方程式_____________;为防止生成的Zn(OH)2覆盖在锌粉表面阻止反应进行,可采取的措施是_____________。

(2)下列说法中不正确的是_____________。

A.装置B的作用是吸收尾气

B.该实验的加热方式最好选用水浴加热

C.步骤2抽滤的滤渣成分只有Zn(OH)2固体

D.步骤3得到的产品可以在烘箱中高温烘干

(3)如图装置,经过一系列操作完成步骤3中的结晶和洗涤操作。请选择合适的字母,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次):_____→固液转移至布氏漏斗→开抽气泵→c→f→________→_________→_________→________→d→关抽气泵。_____________

a.将滤液蒸发至大量晶体出现

b.将滤液真空浓缩,冷却结晶

c.关闭活塞A

d.打开活塞A

e.加乙醇洗涤

f.确认抽干

(4)将0.5000g样品充分加热分解,释放出的HCHO用36.00mL0.1000mol·L-1KMnO4溶液吸收(不考虑SO2的影响,5HCHO+4+12H+=5CO2↑+4Mn2++11H2O),再用0.1000mol·L-1H2C2O4溶液滴定KMnO4溶液,重复实验3次,平均消耗H2C2O4溶液的体积为30.00mL,则样品的纯度为_____________。

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